黔北麻羊PPP3CA基因克隆、生物信息学分析及不同组织表达研究

为克隆获得黔北麻羊PPP3CA基因的编码序列进行生物信息学分析并探究PPP3CA基因在黔北麻羊不同组织中的表达情况,本实验应用RT-PCR克隆PPP3CA基因的CDS区序列,构建pMD19-T-PPP3CA亚克隆载体,用实时荧光定量PCR法检测黔北麻羊PPP3CA基因在心、肝、脾、肺、肾、背最长肌6个组织中的表达水平。结果显示:黔北麻羊PPP3CA基因CDS区序列全长为1 566 bp,编码521个氨基酸,理论等电点为5.58;黔北麻羊PPP3CA蛋白属亲水性、非跨膜蛋白,二级结构分析显示其主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,三级结构预测与二级结构结果相符。黔北麻羊PPP3CA基因核苷酸序列与绵羊同源性最高;PPP3CA基因在黔北麻羊不同组织中均有表达,在背最长肌组织中表达量极显著高于其他组织,背最长肌组织表达量极显著高于其他组织。本实验揭示了PPP3CA基因在黔北麻羊的表达差异并初步分析了其生物学功能,为进一步探究PPP3CA基因对山羊的生长发育奠定基础。     

黔北麻羊TGFβ2基因克隆、表达及生物信息学分析

为探究转化生长因子β2基因(Transforming Growth Factor beta 2,TGFβ2)在黔北麻羊性腺轴组织的表达水平和蛋白结构功能。本研究以健康成年黔北麻羊母羊为对象,采集子宫、输卵管、垂体、下丘脑、卵巢5个组织并提取总RNA,逆转录合成cDNA第一链,使用RT-qPCR技术检测TGFβ2基因在黔北麻羊性腺组织中的差异表达;进一步使用RT-PCR法克隆黔北麻羊TGFβ2基因CDS区,并构建pMD-19T-TGFβ2亚克隆载体。克隆测序结果显示:通过RT-PCR法成功获得的黔北麻羊TGFβ2基因CDS区,包含1 329 bp,与NCBI上山羊TGFβ2基因序列相似度达到99.85%,共编码442个氨基酸;TGFβ2蛋白存在信号肽位点,且主要定位于细胞质的相对不稳定分泌蛋白;分子式为C₂₂₄₅H₃₅₃₅N₆₁₅O₆₆₂S₂₅;遗传进化树分析得出,与9个物种相比较,黔北麻羊TGFβ2基因与绵羊和牛的遗传距离最近,与马和狗的遗传距离最远。RT-qPCR结果显示,T...     

黔北麻羊TYR基因多态性及生物信息学分析

为研究黔北麻羊毛色形成的遗传机制,本实验对黔北麻羊哺乳动物酪氨酸酶(TYR)基因外显子区域运用混合DNA池结合PCR产物直接测序方法进行多态性分析,在TYR基因外显子区域共筛选出5个SNPs,分别为Exon1-G617A、Exon1-G685T、Exon3-C1236T(Asn-Lys)、Exon5-C1578T(Gly-Glu)、Exon5-T1862C;进而利用生物信息学分析软件对PCR扩增所获序列进行m RNA二级结构及蛋白质二级结构和三级结构分析,发现Exon3-C1236T(Asn-Lys)、Exon5-C1578T(Gly-Glu)引起m RNA二级结构的改变,其中Exon1-G685T、Exon3-C1236T(Asn-Lys)、Exon5-T1862C突变导致其m RNA二级结构最小自由能增大,即二级结构稳定性降低,其错义突变位点Exon3-C1236T(Asn-Lys)、Exon5-C1578T(Gly-Glu)均引起蛋白质二级结构和三级结构的改变。     

黔北麻羊Tβ4基因多态性及生物信息学分析

本研究旨在对黔北麻羊胸腺素β4（thymosin beta 4,Tβ4）基因的多态位点进行筛选及生物信息学分析。根据GenBank中山羊Tβ4基因序列（登录号：NC_030810和NW_017189516）,应用Primer Premier 5.0软件设计引物,运用混合DNA池结合PCR产物直接测序获得黔北麻羊Tβ4基因X染色体第1、2、3外显子和3号染色体第1外显子序列进行多态性分析,利用生物信息学分析软件对黔北麻羊Tβ4基因进行同源性、系统进化树、理化性质、疏水性、卷曲螺旋、跨膜结构、信号肽、亚细胞定位、结构域、磷酸化位点、糖基化位点、二级结构和三级结构分析。结果显示,共筛选出10个SNPs,分别为：G55C、C82T、G112A、C129T、G216A、G431A、G551T、T579A、A609G和A619G。同源性比对分析结果显示,黔北麻羊与黄牛、马、野猪、人、裸滨鼠、褐家鼠、小家鼠和原鸡Tβ4基因核苷酸序列同源性分别为97.8%、96.3%、95.6%、94.1%、94.8%、91.1%、92.6%和86.7%。蛋白理化性质分析显示,黔北麻羊Tβ4蛋白理论等电点为5.02,亲水值最小为-3.011,无疏水性氨基酸,无卷曲螺旋,不是跨膜蛋白,无信号肽存在,分布在细胞核（60.9%）、线粒体（4.3%）、细胞骨架（17.4%）和细胞质（17.4%）,有1个THY结构域,有1个苏氨酸磷酸化位点,无N糖基化位点,有4个O糖基化位点。二级结构分析显示,C129T突变使其蛋白质二级结构中α-螺旋增加,无规则卷曲减少。本研究成功筛选出黔北麻羊Tβ4基因多态位点,为研究黔北麻羊育种的分子遗传标记辅助选择提供了参考依据。     

黔北麻羊MEF2D基因多态性及生物信息学分析

本研究旨在对黔北麻羊肌细胞增强因子2D（myocyte enhancer factor 2D,MEF2D）基因的多态位点进行筛选及生物信息学分析。根据GenBank中山羊MEF2D基因序列（登录号：NC_030810）,应用Primer Premier 5.0软件设计引物,运用混合DNA池结合PCR产物直接测序分析黔北麻羊MEF2D蛋白第2~6外显子序列多态性,构建系统进化树,并利用生物信息学软件对黔北麻羊MEF2D蛋白进行理化性质、疏水性、跨膜结构、信号肽和二级结构分析。结果显示,共筛选出3个SNPs：Exon3-G17617A、Exon5-C20180A和Exon5-C20259T。系统进化树分析显示,黔北麻羊和黄牛的亲缘性最近,与野猪和人的亲缘关系较近,与褐家鼠和小家鼠的亲缘关系较远。蛋白理化性质分析显示,黔北麻羊MEF2D蛋白理论等电点为7.74,亲水值最小为-2.867,疏水值最大为1.933,为非跨膜蛋白,无信号肽。二级结构显示,Exon5-C20180A突变导致黔北麻羊MEF2D蛋白质二级结构中α-螺旋和延伸链增加,β-转角和无规则卷曲减少。本研究成功筛选出黔北麻羊MEF2D基因多态位点,为研究黔北麻羊育种的分子遗传标记辅助选择奠定基础。     

CD81、CCL26基因在黔北麻羊不同性腺组织中的表达研究

CD81和CCL26基因是影响哺乳动物性腺细胞融合的重要因子,但其在黔北麻羊性腺组织中的表达情况尚不清楚。为研究CD81和CCL26基因在黔北麻羊不同组织中的表达量,本实验以单、多羔黔北麻羊为研究对象,提取下丘脑、垂体、子宫、输卵管、卵巢组织的RNA,并将5种性腺组织RNA逆转录合成第一链cDNA,随后采用q-PCR技术检测CD81、CCL26基因的mRNA在单、多羔黔北麻羊不同性腺组织中的表达水平。结果表明:黔北麻羊性腺组织中CD81、CCL26基因的mRNA均有表达,2种基因均在单、多羔卵巢中的表达量最高;CD81基因在单羔组子宫中的表达量最低;CD81基因在多羔组、CCL26基因在单多羔组下丘脑中的表达量均最低;组间差异表达量分析可知,CD81基因在多羔组子宫的表达量显著高于单羔组;CCL26基因在单羔组卵巢和输卵管的表达量显著高于多羔组,在单羔组子宫的表达量极显著高于多羔组。本实验结果提示,CD81和CCL26基因可能与山羊繁殖能力相关,也为初步揭示山羊繁殖的分子调控机制提供了参考依据。     

绵羊PIK3R3基因克隆、生物信息学及组织表达分析

实验旨在克隆绵羊PIK3R3基因,并对其进行生物信息学和组织表达分析。以敖汉细毛羊为实验对象,利用PCR技术克隆绵羊PIK3R3基因,利用生物信息学软件分析PIK3R3蛋白的结构和功能,并用实时荧光定量PCR技术检测PIK3R3基因mRNA在绵羊不同器官中的表达水平。结果表明：绵羊PIK3R3基因核苷酸序列与山羊的同源性较高,达到99.9%。PIK3R3基因编码蛋白是一种结构较不稳定、等电点为5.75的亲水性蛋白,由461个氨基酸组成;PIK3R3蛋白的二级结构主要由α-螺旋构成,主要存在于细胞质;三级结构与二级结构预测一致;没有信号肽,没有跨膜结构域;PIK3R3基因mRNA在绵羊多个器官中均有表达,其中在腹部皮肤中的表达量显著高于其他器官,肩部皮肤次之,说明PIK3R3基因可能与皮肤的生长发育有重大联系。本实验对绵羊PIK3R3蛋白的功能进行了基础研究,可为探究绵羊PIK3R3基因在皮肤生长发育过程中的调控作用提供参考。     

黔北麻羊RARs基因在不同组织中的表达分析

为研究视黄酸受体α(Retinoic Acid Receptor Alpha,RARA)、视黄酸受体β(Retinoic Acid Receptor Beta,RARB)与视黄酸受体γ(Retinoic acid receptor gamma,RARG)基因在黔北麻羊不同组织中的表达情况,本研究提取黔北麻羊心、肝、脾、...     

猪SENP1基因克隆、生物信息学分析与表达研究

试验旨在对猪SUMO特异性蛋白酶1(sentrin-specific protease 1,SENP1)基因CDS区进行克隆和生物信息学分析,并探讨SENP1基因在乙脑病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)感染PK15细胞后的表达情况。根据GenBank中公布的猪SENP1基因预测序列(登录号:XM_013997974.2)设计特异性引物,通过RT-PCR和T/A克隆技术对猪SENP1基因CDS区序列进行克隆测序,并进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR分析猪SENP1基因在JEV感染PK15细胞不同时间点(0、12、24、36、48 h)的表达情况。结果显示,猪SENP1基因CDS序列全长2 034 bp,共编码677个氨基酸。序列比对和系统进化树分析结果表明,猪SENP1蛋白序列和山羊、犬、人、牛的相似性分别为94.8%、94.2%、93.9%和93.8%,说明在这些物种中SENP1的保守性较强;猪与犬的SENP1分子亲缘关系较近。生物信息学分析结果显示,猪SENP1蛋白相对分子质量为76 825.76,等电点为8.53,体外半衰期为30 h,不稳定系数为53.59,总平均亲水指数为－0.622。SENP1蛋白不含信号肽序列,无跨膜结构域。二级结构分析结果显示,SENP1蛋白中α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-转角分别占31.31%、46.68%、16.25%和5.76%。三级结构分析结果显示,猪SENP1蛋白中存在8个α-螺旋区和7个β-转角区。实时荧光定量PCR结果显示,猪SENP1基因在JEV感染的PK15细胞中呈现上调表达趋势,其中在感染后48 h SENP1基因表达量显著高于对照组(P<0.05)。本试验结果为后续深入研究SENP1基因功能提供了参考。     

广西麻鸡kpna3基因克隆、生物信息学及组织表达分析

为了探究广西麻鸡核转运蛋白α3(karyopherin subunit alpha 3, kpna3)的结构和组织表达谱,试验采集了6只120日龄广西麻鸡的大脑、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、胰腺、睾丸、肾脏、腺胃、肌胃、胸肌、腿肌、腹脂、背部皮脂组织,克隆了kpna3基因并进行生物信息学和组织表达谱分析。结果表明：kpna3基因全长1 572 bp,共编码523个氨基酸。kpna3基因序列与原鸡、雉鸡、绿头鸭、鸽、人和小鼠的相似性分别为99.6%、98.3%、95.9%、95.4%、88.1%和88.5%;与原鸡的亲缘关系最近,其次是雉鸡,然后依次绿头鸭和野鸽;kpna3蛋白分子质量为35.86 ku,等电点为9.43,为不稳定的亲水碱性蛋白,不含跨膜结构和信号肽。kpna3基因在广西麻鸡大脑、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、胰腺、睾丸、肾脏、腺胃、肌胃、胸肌、腿肌、腹脂、背部皮脂14个组织中均有表达,在肌胃中表达量显著高于其他组织(P<0.05)。说明成功克隆广西麻鸡kpna3基因的编码区(coding sequence, CDS)序列,在肌胃组织中表达量高可能与基因功能有关。     

黔北麻羊RARRES1基因的克隆表达及功能初步研究

旨在对黔北麻羊视黄酸受体应答蛋白1（retinoic acid receptor responder 1,RARRES1）基因的功能进行初步探究。本研究首先利用PCR扩增克隆得到黔北麻羊RARRES1基因编码的完整序列,应用生物信息学方法分析黔北麻羊RARRES1蛋白理化性质、高级结构、疏水性、氨基酸同源性及亚细胞定位,并构建系统进化树,同时应用qRT-PCR法检测RARRES1基因在单、多羔黔北麻羊不同组织中的表达水平,随后构建目的基因pEGFP-N3-RARRES1真核表达载体与pGPH1/GFP/Neo-RARRES1 RNA干扰载体,并转染至黔北麻羊卵泡颗粒细胞,利用qRT-PCR法从细胞水平检测并分析目的基因真核表达载体与RNA干扰载体对目的基因RARRES1及多胎性状候选基因BMPR-IB mRNA表达的影响。qRT-PCR结果显示,RARRES1 mRNA在卵巢中的表达量最高,单羔组黔北麻羊卵巢组织中的表达量极显著高于多羔组（P<0.01）。生物信息学分析表明,黔北麻羊RARRES1基因共编码289个氨基酸,RARRES1是一种定位在细胞质中的亲水性蛋白,蛋白质二级结构分析显示,其主要是由α-螺旋与无规则卷曲构成,三级结构预测与二级结构分析一致;同源性以及系统进化树结果显示,黔北麻羊RARRES1基因序列与绵羊、牛的同源性高、遗传距离近,与鸡的同源性最低、遗传距离最远。经双酶切、测序验证后,表明目的基因pEGFP-N3-RARRES1真核表达载体与pGPH1/GFP/Neo-RARRES1干扰载体构建成功。将各载体转染至黔北麻羊卵泡颗粒细胞后,与空白对照相比,重组质粒pEGFP-N3-RARRES1能极显著提高RARRES1与BMPR-IB的表达量（P<0.01）。在各干扰载体中,重组质粒pGPH1/GFP/Neo-RARRES1-4的抑制效率最好,能够显著与极显著下调RARRES1与BMPR-IB mRNA在卵泡颗粒细胞中的表达量（P<0.05,P<0.01）。本研究克隆了黔北麻羊RARRES1基因编码的完整序列并进行了生物信息学分析。将重组质粒pEGFP-N3-RARRES1、pGPH1/GFP/Neo-RARRES1成功转染至黔北麻羊卵泡颗粒细胞并验证其表达变化。结果表明,RARRES1可能对山羊多胎性状具有促进作用,为进一步探究RARRES1基因对山羊多胎性状的调控机理提供依据。     

山羊KIFI基因分子克隆及序列分析

利用Primer 3.0设计出1对特异性引物F和R,以成年山羊基因组DNA为模板,扩增山羊的KIFI基因,将其克隆至pGEM-T载体,转化后挑取阳性菌落进行酶切及测序鉴定。结果表明,克隆所得的472 bp序列(GenBank登录号:GQ988385),包括山羊KIFI基因的Exon 1全长、部分5′UTR和部分Intron 1序列。山羊KIFI基因的Exon 1序列编码116个氨基酸,与绵羊、牛、马、人和家鼠的同源性分别为98%、90%、90%、88%和84%。KIFI基因部分序列的克隆,为进一步研究KIFI基因多态性与绵、山羊绒用性能间的相关性奠定基础。     

羊源多杀性巴氏杆菌toxA-N基因的克隆、原核表达及生物信息学分析

试验旨在对羊源多杀性巴氏杆菌toxA-N基因进行克隆、原核表达及纯化,并对表达蛋白toxA-N进行生物信息学分析,为探索羊源多杀性巴氏杆菌毒素基因的相关特性提供参考依据。以羊源多杀性巴氏杆菌基因组为模板,参考GenBank中公布的多杀性巴氏杆菌HN06中toxA基因序列（登录号：CP003313.1）设计引物,通过PCR技术扩增出目的片段,构建重组质粒pET28a （+）-toxA-N,转化E.coli BL21（DE3）感受态细胞,IPTG诱导表达后,经考马斯亮蓝染色及Western blotting鉴定,纯化蛋白并运用生物信息学软件对表达蛋白进行特性分析。结果显示,试验成功扩增出大小为1 515 bp的toxA-N基因片段,经BamHⅠ和NotⅠ双酶切得到大小约为5 369和1 515 bp两条片段,表明成功构建了pET28a （+）-toxA-N重组质粒,IPTG诱导表达的菌株经考马斯亮蓝染色及Western blotting鉴定后,成功表达出大小约为60 ku的toxA-N蛋白;生物信息学分析表明,toxA-N蛋白为包涵体,其分子式为C₂₆₃₅H₄₀₀₂N₆₆₄O₇₉₇S₁₇,原子总个数为8 115,消光系数为84 480,不稳定指数为43.50,亲水性平均值为-0.381。在toxA-N蛋白二级结构中,α-螺旋、β-折叠、延伸链和无规则卷曲分别占53.47%、2.77%、11.28%和32.48%,与三级结构预测结果一致。本试验通过对toxA-N基因的初步研究,揭示了多杀性巴氏杆菌毒素的相关特性,对家畜的疾病预防、诊断、治疗具有重要意义。     

羊源多杀性巴氏杆菌ompW基因的克隆及生物信息学分析

试验旨在克隆羊源多杀性巴氏杆菌ompW基因,并对其序列进行生物信息学分析。根据GenBank中多杀性巴氏杆菌HN07株ompW基因序列(登录号:CP007040.1),使用DNAMAN 5.0软件设计1对引物,选取高保真酶PrimeSTARMax DNA Polymerase进行PCR反应获取目的基因片段,并对ompW基因的核苷酸序列及预测的氨基酸序列进行生物信息学分析。结果表明,PCR扩增产物约为615bp,编码204个氨基酸。核苷酸同源性比对分析显示,羊源多杀性巴氏杆菌ompW基因与猪源、牛源、禽源多杀性巴氏杆菌同源性较高,而与兔源同源性较低。系统进化树结果发现,羊源多杀性巴氏杆菌ompW基因与猪源多杀性巴氏杆菌ompW基因亲缘关系最近。经生物信息学分析发现,ompW蛋白分子式为C1007H1567N257O283S3,分子质量为21.90ku,理论等电点(pI)为9.16,属碱性蛋白质,疏水指数为96.57,总平均疏水性(GRAVY)为0.173(>0),属于疏水类蛋白;前21位氨基酸为信号肽,第5-27位氨基酸区域存在1个跨膜区,存在N-糖基化位点及磷酸化位点,不存在O-糖基化位点,具有多个B细胞、CTL细胞及Th细胞抗原表位;二级结构的α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲分别占17.65%、35.29%、3.92%和43.14%;三级结构是呈β-桶状的单聚体,隶属于外膜蛋白家族成员之一。本研究结果为进一步阐明羊源多杀性巴氏杆菌侵染宿主过程中自身的抗宿主免疫胁迫机制及疫苗的开发与研制提供了理论依据。     

黔北麻羊FABP3基因多态性及其与生长性状的相关性研究

旨在探究脂肪酸结合蛋白(FABP3)基因在黔北麻羊中的遗传多态性,进一步揭示FABP3基因与黔北麻羊生长性状间的关联性,为今后运用分子标记辅助育种方法提高黔北麻羊的生长性状提供理论依据。本研究以120只6月龄黔北麻羊为试验对象,采用PCR产物直接测序技术检测FABP3基因全部外显子区的遗传多态性,并与体重、体高、体斜长、胸围、管围等生长性状进行关联性分析。结果:在黔北麻羊FABP3基因第5外显子和3′非翻译区筛选出2个SNPs位点,分别为g.13665051C>T和g.13664737G>A,其中g.13665051C>T位点为同义突变,产生3种基因型:CC、CT和TT,g.13664737G>A位点产生3种基因型:GG、AG和AA,卡方(χ²)检验结果显示,这2个SNPs位点处于中度多态且在黔北麻羊群体中均未偏离Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。关联分析显示,g.13665051C>T位点中CT基因型个体的体高、体斜长、胸宽和管围显著高于CC和TT基因型个体(P<0.05);CT基因型个体的胸深、胸围显著...     

羊源多杀性巴氏杆菌ompW基因的克隆及生物信息学分析

试验旨在克隆羊源多杀性巴氏杆菌ompW基因,并对其序列进行生物信息学分析。根据GenBank中多杀性巴氏杆菌HN07株ompW基因序列（登录号：CP007040.1）,使用DNAMAN 5.0软件设计1对引物,选取高保真酶PrimeSTAR Max DNA Polymerase进行PCR反应获取目的基因片段,并对ompW基因的核苷酸序列及预测的氨基酸序列进行生物信息学分析。结果表明,PCR扩增产物约为615 bp,编码204个氨基酸。核苷酸同源性比对分析显示,羊源多杀性巴氏杆菌ompW基因与猪源、牛源、禽源多杀性巴氏杆菌同源性较高,而与兔源同源性较低。系统进化树结果发现,羊源多杀性巴氏杆菌ompW基因与猪源多杀性巴氏杆菌ompW基因亲缘关系最近。经生物信息学分析发现,ompW蛋白分子式为C₁₀₀₇H₁₅₆₇N₂₅₇O₂₈₃S₃,分子质量为21.90 ku,理论等电点（pI）为9.16,属碱性蛋白质,疏水指数为96.57,总平均疏水性（GRAVY）为0.173（> 0）,属于疏水类蛋白;前21位氨基酸为信号肽,第5－27位氨基酸区域存在1个跨膜区,存在N-糖基化位点及磷酸化位点,不存在O-糖基化位点,具有多个B细胞、CTL细胞及Th细胞抗原表位;二级结构的α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲分别占17.65%、35.29%、3.92%和43.14%;三级结构是呈β-桶状的单聚体,隶属于外膜蛋白家族成员之一。本研究结果为进一步阐明羊源多杀性巴氏杆菌侵染宿主过程中自身的抗宿主免疫胁迫机制及疫苗的开发与研制提供了理论依据。